PODSTAWY OBLICZEC
CHEMICZNYCH
STECHIOMETRIA
to dział chemii zajmujący się stosunkami ilościowymi
przemian związków chemicznych zachodzących w czasie
reakcji chemicznych. Jest to zatem dziedzina zajmujÄ…ca siÄ™
ustaleniem w jakich proporcjach ilościowych reagują ze sobą
związki chemiczne i jakie są proporcje substratów do
produktów. Proporcje te wylicza się na podstawie równań
chemicznych analizowanych reakcji oraz znajomości mas
cząsteczkowych substratów i produktów.
Stechiometria umożliwia interpretację
ilościową zjawisk chemicznych.
STECHIOMETRIA
Do obliczeń stechiometrycznych niezbędne są:
żð znajomość wzorów chemicznych,
żð umiejÄ™tność uzgadniania reakcji chemicznych,
żð znajomość chemicznych jednostek masy,
żð znajomość podstawowych praw chemicznych i fizycznych
Obliczenia oparte o prawa chemiczne, wzory sumaryczne oraz
zbilansowane równania reakcji chemicznych nazywamy
obliczeniami stechiometrycznymi.
Na ich podstawie można rozwiązać wiele zagadnień takich jak:
" obliczenia składu procentowego związku chemicznego,
" obliczenia niezbędnej ilości substratów do przeprowadzenia reakcji
chemicznej,
" obliczenia ilości produktów otrzymanych w wyniku reakcji,
" obliczenia wydajności reakcji chemicznej
MASA ATOMOWA I CZ
STECZKOWA
W obliczeniach chemicznych używa się z reguły dwóch jednostek masy:
gram (g) i międzynarodowej atomowej jednostki masy unit (u).
Wzorcem dla określenia unitu stał się w 1961 roku izotop węgla 12C.
Za atomową jednostkę masy (u) przyjęto 1/12 masy izotopu węgla 12C.
u /unit/ = 1/12 masy izotopu węgla 12C
Masę atomu wyrażoną w unitach nazywamy masą atomową.
Jest to liczba określająca ile razy masa jednego reprezentatywnego
atomu danego pierwiastka chemicznego jest większa od 1/12 masy
12
atomu izotopu węgla C, (pod pojęciem  reprezentatywnego atomu
rozumie się atom o średniej masie wyliczonej proporcjonalnie ze
wszystkich stabilnych izotopów danego pierwiastka, ze względu na ich
występowanie na Ziemi).
Masę cząsteczki wyrażoną w unitach nazywamy masą
czÄ…steczkowÄ….
1u = 1,66057×10-27 kg = 1,66057×10-24g
Bezwzględna masa atomu (cząsteczki) to masa wyrażona w gramach
MOL I MASA MOLOWA
MOL  jest to ilość materii zawierająca liczbę atomów,
cząsteczek, jonów równą liczbie atomów zawartych w 0,012 kg
12
nuklidu węgla C. Mol należy do podstawowych jednostek
układu SI.
Liczba moli (n)= masa (m)/ masa molowa (M)
Liczba moli (n)= liczna czasteczek (N)/ liczba Avogadra (NA)
1 mol 6,02 1023 drobin
NA 6,02 1023 liczba Avogadra
qð Masa molowa, to masa jednego mola atomów, bÄ…dz

czÄ…steczek, bÄ…dz
jonów.
qð MasÄ™ molowÄ… wyrażamy w gramach/mol.
qð Masa molowa odpowiada liczbowo masie atomowej (masie
czÄ…steczkowej)
PODSTAWOWE PRAWA CHEMICZNE
vðPrawo zachowania masy (A
omonosow, Lavoisier
 XVIII w)
vðPrawo staÅ‚oÅ›ci skÅ‚adu (prawo staÅ‚ych stosunków
wagowych, Proust  1799)
vðPrawo wielokrotnych stosunków wagowych
(Dalton 1803)
vðPrawo Avogadra (Avogadro  1811)
vðPrawo prostych stosunków objÄ™toÅ›ciowych (Gay
 Lussac 1808)
PRAWO ZACHOWANIA MASY
W układzie zamkniętym masa substratów wchodzących w
reakcję chemiczną równa jest masie jej produktów, czyli
masa substancji biorących udział w reakcji chemicznej nie
zmienia siÄ™.
Jeżeli masy substratów A i B oznaczymy jako mA i mB, zaś masy
produktów C i D jako mC i mD, to zachodzi równość:
mA mB mC mD
A B C D
Z prawem zachowania masy wiąże się konieczność bilansowania równań
reakcji chemicznych, czyli dobierania współczynników
stechiometrycznych w taki sposób, aby liczba (ilość moli) atomów danego
pierwiastka po obu stronach równania była taka sama.
W świetle prawa równoważności masy i energii (E = mc2) prawo
zachowania masy nie jest ściśle spełnione. Jednakże podczas reakcji
chemicznych wymieniane ilości energii są na tyle małe, że zmiana masy
układu nie jest wykrywalna standardowymi metodami, stąd przyjmuje się
stałość masy układu reakcyjnego.
PRAWO STAA
OÅšCI SKA
ADU
Stosunek ilości wagowych (mas) pierwiastków
wchodzących w skład danego związku chemicznego jest
zawsze stały i charakterystyczny dla tego związku.
Wynika z niego że:
żðkażdy zwiÄ…zek chemiczny ma Å›ciÅ›le okreÅ›lony i zawsze staÅ‚y skÅ‚ad
chemiczny.
żðpierwiastki reagujÄ… ze sobÄ… w Å›ciÅ›le okreÅ›lonych stosunkach mas
(stosunku wagowym).
PRAWO WIELOKROTNYCH STOSUNKÓW WAGOWYCH
Gdy dwa pierwiastki tworzą ze sobą więcej niż jeden
związek chemiczny, to ilości wagowe jednego
pierwiastka przypadające na tę samą ilość wagową
drugiego pierwiastka można wyrazić przy pomocy
stosunku (najczęściej niewielkich) liczb całkowitych.
PRAWO AVOGADRA
Jednakowe objętości gazów zawierają w tej samej
temperaturze i pod tym samym ciśnieniem jednakową
liczbÄ™ czÄ…steczek.
Oznacza, że w warunkach normalnych V = 22,4 dm3 gazu zawiera
6,02 ×1023 czÄ…steczek lub atomów
PRAWO PROSTYCH STOSUNKÓW
OBJ
TOÅšCIOWYCH
Jeżeli reagujące ze sobą substancje znajdują się w
stanie gazowym, to objętości poszczególnych gazów
zarówno substratów jak i gazowych produktów reakcji,
pozostajÄ… do siebie w stosunku niewielkich liczb
całkowitych.